Durant la seua infància, Amelia donava mostres d'una personalitat inquieta i audaç. Es dia que s'involucrava en activitats "de xics", ja que escalava, disparava i es lliscava en trineu, és a dir, desafiava els convencionalismes de l'època. Va nàixer i créixer en una família acomodada, per la qual cosa, es va poder permetre cursar estudis superiors en la Universitat de Colúmbia (Nova York) i va completar la seua formació en la Universitat Harvard.
Durant la Primera Guerra Mundial va servir com infermera en un hospital de campanya a el Canadà i posteriorment va treballar com a assistenta social en Boston. Els anys veniders va començar a explorar els seus gustos per l’aviació, i finalment, es va apuntar a classes i es va comprar la seua pròpia avioneta, convertint-se en una de les setze dones en el món que disposava de llicència de vol.
La fama li va arribar quan el 17 de juny de 1928 es va convertir en la primera dona a realitzar la travessia de l’Atlàntic, encara que fora sols com a passatgera. En 1931 va contraure matrimoni amb l’exitós editor i explorador George Palmer Putman, però va decidir conservar el seu cognom de soltera.
En maig de 1932 va creuar de nou el Atlàntic, ja com a pilot i en solitari, convertint-se en la primera persona en realitzar aquesta travessia dues vegades i establint un récord de menys temps empleat en fer-ho. Ajudant-se de la seua celebritat va promoure l’ús comercial de l’aviació i va defensar, des d’una postura feminista, la incorporació de les dones a aquest nou camp professional.
En 1937, Amelia va anunciar que intentaria fer la volta al món utilitzant una ruta diferent de l'habitual. Però, després d'haver realitzat 33.000 kilòmetres en trenta dies, el seu avió va desaparéixer en mig d'un temporal el 2 de juliol, quan sols quedaven dues etapes del viatge.
La desaparició d'Amelia Earhart i Frederick Noonan, el seu copilot, va ser motiu de nombroses especulacions. Mai es van trobar les restes, a pesar que el President dels EUA, Roosevelt, va autoritzar un rescat amb una despesa de més de 4 milions de dòlars. La desaparició d'Earhart continua sent un dels majors misteris de la història de l'aviació.